Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Учреждение образования «Полоцкий государственный университет»

Факультет Инженерно-строительный

Кафедра теплогазоводоснабжения и вентиляции

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Инженерная экология»

«Экологическое обоснование проектируемого промышленного объекта»

Выполнил:

Проверил:

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

2. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОМИНИРУЮЩИХ ВРЕДНОСТЕЙ

3. РАСЧЁТ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА

4. РАСЧЁТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ И УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ

5. РАСЧЁТ РАЗМЕРА САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ

6. РАСЧЁТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

7. ПРОВЕДЕНИЕ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ С ЦЕЛЬЮ ДОСТИЖЕНИЯ ПРИЗЕМНЫМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ НОРМАТИВОВ ПДВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Лакокрасочная промышленность выпускает широкий ассортимент материалов для защитных и декоративных покрытий различных изделий, свойства которых зависят от составляющих их компонентов.

На окрасочных участках проводятся как подготовительная работа -приготовления краски и поверхностей к окраске, так и само нанесение краски и сушка. Окраска и сушка осуществляется как в специальных камерах, так и просто в помещении окрасочного участка. В процессе выполнения этих работ выделяются загрязняющие вещества в виде паров растворителей и аэрозоля краски. Количество выделяемых загрязняющих веществ зависит от применяемых окрасочных материалов, методов окраски и эффективности работы очистных устройств.

Нанесение лакокрасочных материалов на поверхность изделий осуще-ствляется различными методами :

? Отделка распылением

? Окраска в электрическом поле высокого напряжения

? Отделка окунанием

? Отделка наливом

? Отделка струйным обливом с выдержкой в парах растворителя

? Отделка вальцеванием (накатом)

Из них наиболее широкое распространение в промышленности получил метод ручного пневматического распыления. В данном курсовом проекте используется метод пневмотической окраски.
При ведении окрасочных работ значительное количество паров раство-рителей и окрасочного аэрозоля поступает в окружающую среду вместе с вентиляционными и технологическими выбросами. Одним из перспективных направлений по защите окружающей среды является применение материалов с низким содержанием летучих веществ, порошковых и лакокрасочных мате-риалов на водной основе.

Концентрации вредных веществ в вентиляционных выбросах, удаляемых от мест окраски, зависят от состава и расхода лакокрасочных материалов, способа их нанесения на окрашиваемую поверхность, устройства вентиляции, окрасочного оборудования, метода окрашивания. В вентиляционных выбросах окрасочных цехов могут содержаться окрасочный аэрозоль (до Г г/м3) и пары растворителей (до 10 г/м3).

Основные вредные и опасные производственные факторы, характерные для процесса окраски изделий, обусловлены применением токсичных лакокрасочных материалов, образованием в воздухе рабочей зоны лакокрасочных аэрозолей (пыли и тумана) и выделением паров растворителей при подготовке красок, нанесении и сушке покрытий.

Лакокрасочные материалы (грунты, лаки, эмали), в состав которых входят пленкообразующие (алкидные, перхлорвиниловые, эпоксидные, поли-уретановые, полиакриловые и др. смолы, нитроцеллюлоза, битум), пигменты, пластификаторы, растворители и разбавители, являются токсичными (опас-ными) материалами, которые могут оказать вредное воздействие на окружа-ющую среду и на работников производства.

В окрасочных цехах токсичные вещества выделяются при обезжиривании поверхностей органическими растворителями перед окраской, подготовке лакокрасочных материалов, нанесении их на поверхность изделий и сушке покрытия.

Наиболее вредными компонентами лакокрасочных материалов являются органические растворители и разбавители (составляющие для большинства лакокрасочных материалов около 50 - 70 %), отвердители для эпоксидных и полиуретановых материалов, отдельные пигменты (особенно свинецсодержа-щие), пластификаторы и некоторые синтетические смолы.

Растворители могут вызывать острые или хронические отравления. Почти все оказывают влияние на центральную нервную систему: при невы-соких концентрациях появляются признаки возбуждения, а при высоких - наркоза.

Некоторые растворители, в частности, ароматические углеводороды, оказывают токсическое действие на кровь; спирты, бензины, ацетон и др. - раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, а также могут вызвать кожные профессиональные заболевания.

Из пигментов наиболее вредными являются свинцовые соединения.

Свинец может поступать в организм рабочего в составе пыли через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, с загрязненных рук (во вре-мя еды, курения) и вызывать изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах, в крови и др. выбросы загрязняющий окружающая среда

Вредность различных синтетических смол, входящих в состав лакокрасочных материалов, обуславливается наличием в них испаряющихся мономеров (формальдегида, стирола, изоцианатов, хлорбензола и др.), а также пластификаторов (трикрезилфосфата, савола, аминов и др.).

Эпоксидные и полиуретановые лакокрасочные материалы обладают особой токсичностью, вследствие входящих в их состав отвердителей (изоцианаты, амиды).

Воздух, удаляемый вентиляционными отсосами от окрасочных камер, напольных решеток, сушильных установок и других устройств, всегда загрязнен парами растворителей, а при окраске распылением, кроме того, окрасочным аэрозолем. При окраске изделий порошковыми полимерными материалами в вентиляционном воздухе содержится пыль.

При производстве антикоррозийных работ пожарную опасность представляют рулонные и листовые материалы (руберойд, полиизобутилен), битумные мастики, лакокрасочные материалы (краски, эмали, лаки), клеи и входящие в состав лакокрасочных материалов и клеев растворители (бензин, уайт-спирит, толуол, ацетон, ксилол и др.). Пары растворителей взрывоопасны и токсичны. К токсичным относятся и антикоррозийные мастики, смолы, клеи, а также кислоты и едкие щелочи, применяемые для очистки поверхностей. Особенно опасными являются работы с применением указанных материалов в закрытых емкостях. Кроме того, опасность для здоровья работающих представляют аэрозоли, пары и газы, выделяемые в воздух производственных помещений при нанесении антикоррозийных металлизационных покрытий.

Для более точной оценки вентиляционных выбросов окрасочного цеха проведем расчет и определим 3 наиболее опасных, вещества входящих в состав растворителя и в состав лакокрасочных материалов.

2. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОМИНИРУЮЩИХ ВРЕДНОСТЕЙ

В условиях негативного изменения качественного состава атмосферного воздуха под воздействием антропогенных факторов важнейшей задачей является полный учёт выбросов загрязняющих веществ и оценка их воздействия на окружающую среду. Основной целью инвентаризации выбросов загрязняющих веществ является получение исходных данных для:

- оценки степени влияния выбросов загрязняющих веществ предприятия на окружающую среду (атмосферный воздух);

- установления предельно допустимых норм выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как в целом по предприятию, так и по отдельным источникам загрязнения атмосферы;

- оценки состояния пылегазоочистного оборудования предприятия;

- оценки эффективности использования сырьевых ресурсов и утилизации отходов на предприятии;

- планирования воздухоохранных работ на предприятии.

При проведении инвентаризации предприятие обязано учесть все поступающие в атмосферу загрязняющие вещества, которые присутствуют в материальном балансе применяемых технологических процессов, от всех стационарных источников загрязнения (организованных и неорганизованных), имеющихся на предприятии, и автотранспорта.

Расчет выбросов загрязняющих веществ от машиностроительных предприятий. Участки нанесения лакокрасочного покрытия

На окрасочных участках проводится как подготовительная работа - приготовление краски и поверхностей к окраске, так и само нанесение краски и сушка. Окраска и сушка осуществляется как в специальных камерах, так и просто в помещении окрасочного участка. В процессе выполнения этих работ выделяются загрязняющие вещества в виде паров растворителей и аэрозоля краски. Количество выделяемых загрязняющих веществ зависит от применяемых окрасочных материалов, методов окраски и эффективности работы очистных устройств.

Расчет выделения загрязняющих веществ на окрасочном участке следует вести раздельно для каждой марки краски и растворителя.

В качестве исходных данных для расчета выделения загрязняющих веществ при различных способах нанесения лакокрасочного покрытия принимают: фактический или плановый расход окрасочного материала, долю содержания в нем растворителя, долю компонентов лакокрасочного материала выделяющихся из него в процессе окраски и сушки. Тип распыления принять по последней цифре варианта по таблице 2.1.

Максимально разовое количество загрязняющих веществ (г/с), выделяющихся при нанесении лакокрасочного материала на поверхность, определяется по формулам

- в виде аэрозоля краски

, (2.1)

где: - расход краски, используемой для покрытия, кг/год, (табл. 2.3);

- доля краски, потерянной в виде аэрозоля, % (табл. 2.1);

- количество сухой части краски, % (табл. 2.2);

8 - число часов работы цеха в день;

n - количество дней работы цеха в год.

-в виде паров (если окраска и сушка проводятся в одном помещении)

, (2.2)

где: - количество i-го летучего компонента в составе краски

(грунтовки, шпатлевки), % (табл. 2.2);

- доля растворителя, выделившегося при нанесении лакокрасочного покрытия, % (табл. 2.1);

-количество израсходованного растворителя, применяемого для

разбавления красок, кг/год (табл. 2.3);

- доля летучей части краски, % (табл. 2.2);

- количество различных летучих компонентов в растворителе, в % (табл. 2.2).

Количество загрязняющих веществ (г/с), выделившихся в процессе сушки окрашенных изделий:

= , (2.3)

где: ? доля растворителя, выделившегося при сушке лакокрасочного покрытия, % (табл. 2.1);

Валовый выброс загрязняющего вещества, содержащегося в данном растворителе (краске), следует считать по формулам (2.2) и (2.3) для каждого вредного вещества отдельно.

Таблица 2.1

Выделения загрязняющих веществ при нанесении лакокрасочных покрытий

Вторая цифра варианта	Способ окраски	Аэрозоли (% от производительности при окраске)	Пары растворителя (% от общего содержания растворителя в краске)
		при окраске	при окраске	при сушке
1	2	3	4	5
	Распыление:
1	- пневматическое	30	25	75
2	- безвоздушное	2,5	23	77
3	- пневмоэлектрическое	0,5	20	80
4	- электростатическое	0,3	50	50
5	- горячее	20	22	78
6	Электроосаждение	--	10	90
7	Окунание	--	28	72
	Струйный облив
8	Покрытие лаком в лаконаливных машинах металлических изделий	--	35	65
	Покрытие лаком в лаконаливных машинах
9	- металлических изделий	--	60	40
0	- деревянных изделий	--	80	20

При нахождении массы паров, поступающих в местные отсосы, необходимо учитывать тот факт, что определенная их часть (2 ? 3 % при отсосе, работающем в паспортном режиме) через неплотности укрытий, транспортирующие трубопроводы и проемы, поступает в производственные помещения и удаляется через фонарные проемы или системами общеобменной вентиляции.

Таблица 2.2

Состав лакокрасочных материалов

Компоненты fpk, входящие в состав лакокрасочных материалов, %

Вариант	Марки лакокрасочных материалов	Компоненты (летучая часть) fpk, входящие в состав лакокрасочных материалов, %	доля летучей части, %, (f2)	доля сухой части,%, (f1)
		ацетон	нефрас	бутиловый спирт	бутилацетат	ксилол	уайт-спирит	толуол	этиловый спирт	2-этоксиэтанол	этилацетат	сольвент	изобутиловый спирт	бензин; циклогексанон*
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Лак
11	НЦ-218	-	-	9,0	9,0	23,5	-	23,5	16,3	3,0	16,0	-	-	-	70	30

Компоненты fpp, входящие в состав растворителей, %

Вариант	Растворитель	Ацетон	Бензол	Бутилацетат	Бутиловый спирт	Ксилол	Метиэтилкетон	Сольвент нафта	Толуол	Циклогексанон	Этилгликольацетат	Этиловый спирт	Этилцеллозольв
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
11	РЛ-298	-	-	-	-	70	-	-	-	-	-	-	30

Таблица 2.3

Варианты заданий

Вариант	Расход краски, кг/год	Расход растворителя, кг/год	Количество дней работы цеха
1	2	3	4
11	1200	630	190

Определим максимально разовое количество каждого из загрязняющих веществ (г/с), выделяющихся при нанесении лакокрасочного материала на поверхность для одного участка:

? в виде аэрозоля краски

- в виде паров (если окраска и сушка проводятся в одном помещении)

- Бутиловый спирт:

- Бутилацетат:

- Ксилол:

- Толуол:

- Этиловый спирт:

- 2-этоксиэтанол:

- Этилацетат:

Определим количество загрязняющих веществ (г/с), выделившихся в процессе сушки окрашенных изделий для одного участка:

- Бутиловый спирт:

- Бутилацетат:

- Ксилол:

- Толуол:

- Этиловый спирт:

- 2-этоксиэтанол:

- Этилацетат:

Определим общее количество загрязняющих веществ (г/с), выделившихся в процессе окраски для k= 3 (по условию) участков нанесения лакокрасочных изделий для каждого компонента:

- Бутиловый спирт:

- Бутилацетат:

- Ксилол:

- Толуол:

- Этиловый спирт:

- 2-этоксиэтанол:

- Этилацетат:

Для сравнительной оценки опасности вредных веществ используется показатель опасности П, м3/с, определяемый по формуле

, (2.4)

где: М - расход выбрасываемого в атмосферу вещества, г/с;

H и D - высота и диаметр устья источника выбросов соответственно, м

- концентрация вредного вещества в выбросе из устья источника, мг/м3, которую можно определить как ; здесь - скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника в расчетных условиях, м/с (по заданию).

ПДКм.р. - максимально разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м3, [1].

Таблица 2.4

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ

Наименование	ПДКм.р., мг/м3	ПДКс.с., мг/м3	ПДКр.з., мг/м3	ОБУВ, мг/м3	Класс опасности
Бутиловый спирт	0,1	-	30	-	3
Бутилацетат	0,1	-	200	-	4
Ксилол	0,2	0,1	150	-	3
Толуол	0,6	0,3	150	-	3
Этиловый спирт	5	2	2000	-	4
2-этоксиэтанол	-	-	30	0,7	3
Этилацетат	0,1	-	200	-	4

Определение доминирующих вредностей

Доминирующим веществом в выбросах считается вещество, для которого величина показателя опасности будет наибольшей.

- Бутиловый спирт

- Бутилацетат:

- Ксилол:

- Толуол:

- Этиловый спирт:

- 2-этоксиэтанол:

- Этилацетат:

Таким образом доминирующими веществами в выбросах являются: бутиловый спирт, ксилол и этилацетат, у которых показатели опасности наибольшие.

3. РАСЧЁТ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА

Для установления целесообразности и приоритетности разработки нормативов ПДВ рассчитывают категорию опасности предприятий (КОП) для окружающей среды по формуле

, (3.1)

где: n - количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

Мi - масса годового выброса j-го вещества, т/год;

ПДКi - среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м3;

бi - безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень вредности i-го вещества к вредности диоксида серы. Для вещества 1-го класса опасности бi = 1,7; для 2, 3 и 4-го классов 1,3; 1,0 и 0,9 соответственно. Значения КОП рассчитываются при условии, когда > 1, при < 1 КОП не рассчитываются и приравниваются к нулю.

При отсутствии среднесуточных значений ПДК для расчета КОП могут использоваться значения максимальных разовых ПДК, либо уменьшенные в 10 раз значения ПДК воздуха рабочей зоны.

По величине КОП предприятия подразделяются на четыре категории опасности с граничными значениями, представленными в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Категории опасности предприятий

Категория опасности предприятия	Значения КОП
1	КОП > 106
2	106 > КОП > 104
3	104 > КОП > 103
4	КОП < 103

Предприятия 1-й и 2-й категории представляют собой наибольшую опасность для окружающей среды, к ним необходимо применять особые требования при разработке нормативов ПДВ и ежегодном контроле за их достижением. Для этих предприятий тома ПДВ разрабатываются по полной программе рекомендаций по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу для предприятия[2].

Предприятия 3-й категории опасности, как правило, самые многочисленные, и они могут иметь тома ПДВ, разработанные по сокращенной программе. Контроль источников выбросов на таких предприятиях проводится выборочно, один раз в несколько лет.

К 4-й категории опасности относят самые мелкие предприятия с небольшим количеством выбросов вредных веществ в атмосферу. Для таких предприятий устанавливают нормативы ПДВ на уровне фактических выбросов. Эти предприятия могут отчитываться о выбросах не ежегодно, а один раз в три года при проведении очередной инвентаризации. Тома ПДВ для таких предприятий могут не составляться.

Определим категорию опасности предприятия при вычисленных в п.2 выбросах Mi . Из [1] находим среднесуточные ПДК и классы опасности выделяющихся вредностей. Результаты расчетов сводим в таблицу:

Таблица 3.2

Вещество	Mi	ПДКi, мг/м3		Класс опасности вещества	бi
	г/с	т/год
Бутиловый спирт	4,1710-2	0,228	0,1	2,28	3	1	2,28
Бутилацетат	4,1710-2	0,228	0,1	2,28	4	0,9	2,1
Ксилол	35,0110-2	1,92	0,2	9,6	3	1	9,6
Толуол	10,0810-2	0,55	0,6	0,92	3	1	0
Этиловый спирт	7,5310-2	0,41	5	0,082	4	0,9	0
2-этоксиэтанол	11,6410-2	0,64	0,7	0,91	3	1	0
Этилацетат	7,3510-2	0,4	0,1	4	4	0,9	3,48

Категория опасности предприятия определяется как сумма категорий опасности отдельных веществ, т.е. для данного предприятия :

17,46<103 следовательно, предприятие относится к 4-й категории опасности.

4. РАСЧЁТ РАССЕИВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ И УСТАНОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ

После выхода из источника выбросов, загрязняющие вещества не остаются в атмосфере в неизменном виде. Прежде всего, происходят физические изменения, особенно в процессе перемещения в пространстве, турбулентной диффузии, разбавления и т.д. Кроме того, загрязняющие вещества способны вступать в химическое взаимодействие с другими компонентами атмосферного воздуха, изменяя свой количественный и качественный состав.

Выбросы вредных веществ, содержащихся в отходящих газах промышленных предприятий, осуществляются через дымовые трубы, главное назначение которых - отводить выбросные газы в верхние слои атмосферы (во всяком случае, за пределы приземного слоя) и рассеивать их. Рассеивание является одним из путей достижения установленных нормативов качества воздуха в приемном слое атмосферы в районе расположения предприятия. Струя газа, выходя из дымовой трубы, разбавляется незагрязненным воздухом. Поэтому имеет место снижение концентрации вредных компонентов дымовых газов, составляющее суть явления рассеивания.

В общем случае степень разбавления выбросов находится в прямой зависимости от расстояния, которое прошел этот выброс до данной точки. Вредные вещества, содержащиеся в выбросе, распространяются по направлению ветра в пределах сектора, ограниченного довольно малым углом раскрытия факела 10-20° вблизи выхода из трубы. Если принять, что угол раскрытия факела не меняется с расстоянием, то площадь поперечного сечения факела должна возрастать пропорционально квадрату расстояния и, следовательно, концентрация вредных веществ должна падать обратно пропорционально квадрату расстояния.

При построении картины рассеивания вредных компонентов дымовых газов следует иметь в виду, что наибольший практический интерес представляет не вертикальное распределение концентрации в пространстве, в частности, по высоте факела, а изменение концентрации в приземном слое атмосферы, т.е. в двухметровом слое над поверхностью земли. У основания трубы и далее вплоть до приземления дымового факела концентрация вредных компонентов равна нулю (см. рис. 4.1), - это так называемая зона неорганизованного загрязнения. Затем она быстро растет до максимальной величины. После чего по мере отдаления от трубы медленно убывает за счет дальнейшего разбавления выбросов незагрязненным воздухом.



Рисунок 4.1. Изменение приземных концентраций вредных веществ.

Вредные вещества, выбрасываемые с дымовыми газами промышленных предприятий, переносятся и рассеиваются в атмосфере в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и характера расположения на ней объектов предприятия, высоты дымовых труб и гидродинамических параметров истечения выбросных газов. При этом к важнейшим метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температурную стратификацию (распределение температур окружающего воздуха в вертикальном направлении вблизи дымовой трубы), температуру окружающего воздуха.

Каждому источнику выбросов в зависимости от высоты его, объема и температуры газов соответствует своя, так называемая опасная скорость ветра uм, когда имеет место наибольшая приземная концентрация вредных веществ см. Сущность понятия опасной скорости ветра для источника выражается в следующем: при штиле или малых скоростях ветра дымовой факел беспрепятственно поднимается на большую высоту и не попадает в ближайшие к источнику приземные слои воздуха. При большой скорости ветра дымовой факел активно перемешивается с большим объемом окружающего воздуха; в результате этого, хотя факел и достигает земли, величины приземных концентраций невелики. Таким образом, между штилем и высокой скоростью ветра есть такая опасная скорость uм, при которой дымовой факел, прижимаясь к земле, на определенном расстоянии создает наибольшую величину приземной концентрации см.

Сравнение опасных скоростей ветра с характеристикой ветров по данным климатических наблюдений позволяет определить фактическое влияние промышленного предприятия на загрязнение воздуха в городе или поселке.

Сильное влияние на уровень приземной концентрации вредных веществ оказывает температурная стратификация атмосферы, т.е. характер вертикального распределения температур. Температурная стратификация определяется способностью поверхности Земли поглощать или излучать тепло. При обычном состоянии атмосферы в дневное время земная поверхность нагревается и за счет конвективного теплообмена нагревает приземной слой воздуха. В этих условиях по мере подъема вверх температура падает. Ночью при ясной погоде поверхность Земли отдает в окружающее пространство (подобно любому нагретому предмету) большое количество лучистого тепла. При этом земная поверхность, охлаждаясь сама, охлаждает приземный слой воздуха, который остывает быстрее верхних слоев. В результате происходит инверсия (поворот) распределения температур в воздушной оболочке Земли - температура воздуха с высотой повышается.

С одной стороны снижение температуры с высотой способствует всплыванию дымовых газов, а с другой стороны, восходящие потоки более теплого воздуха интенсифицируют перемешивание дымовых газов с атмосферным воздухом. В инверсионных условиях ослабляются всплывание дымовых газов и турбулентный обмен, что ведет, в конечном итоге, к ухудшению рассеивания выбросов и накоплению вредных веществ в приземном слое.

Опасная скорость ветра в сочетании с неустойчивой стратификацией и интенсивным переносом примесей сверху вниз образует совокупность неблагоприятных метеорологических условий, при которых наблюдается максимальное значение приземной концентрации вредных веществ см.

На характер перемещения и рассеивания в атмосфере вредных веществ, выбрасываемых с дымовыми газами, влияет также температура окружающего атмосферного воздуха. Чем выше последняя, тем в меньшей степени проявляется эффект всплывания дымовых газов. Поэтому расчеты приземных концентраций обязательно проводят при средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца года, используя данные климатических наблюдений в районе предприятия.

При расчётах рассеивания вредных веществ в атмосфере, используется методика [3].

Таблица 4.1

Окрасочный цех (ровная открытая местность, г. Белгород

№ п/п	Характеристики, обозначения, расчет	Единица	Значение
1	Число дымовых труб, N	шт.	1
2	Высота дымовых труб, H	м	34
3	Диаметр устья трубы, D	м	0,9
4	Скорость выхода газовоздушной смеси, 0	м/с	10
5	Температура газовоздушной смеси, Тг	°С	28
6	Температура окружающего воздуха, Тв	°С	26,5
7	Выброс бутилового спирта,	г/с	0,042
8	Выброс ксилола, М	г/с	0,35
9	Выброс этилацетата,	г/с	0,074
10	Коэффициенты в формуле 4.1
	А	-	180
		-	1
11	Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК):
	бутилового спирта	мг/м3	0,1
	ксилола	мг/м3	0,2
	этилацетата	мг/м3	0,1
12	Объем газовоздушной смеси (по формуле (4.2)):
		м3/с	6,36
13	Перегрев газовоздушной смеси, Т:
	Т = Тг - Тв = 28 - 26,5	°С	1,5
14	Параметр f (по формуле (4.3)):
		-	51,9
15	Параметр vм (по формуле (4.4)):
		м/с	0,423
16	Параметр (по формуле (4.5)):
		-	0,344
17	Параметр fе (по формуле(4.6)):
	fе = 800(0,344)3	-	32,57; fc < 100
18	Параметр (по формуле (4.7а)): Для fе100, вычисляется при = fе	-	0,43
19	Параметр m' (по формуле (4.12а)):	-	1,23
20	Параметр (по формуле (4.8в)):	-	1,86
21	Опасная скорость ветра им (по формуле (4.16а),):
		м/с	0,5
22	Параметр d (по формуле (4.14а),): d= 2,48		4,7
Расчет концентрации БУТИЛОВОГО СПИРТА
23	Максимальная концентрация бутилового спирта (по формуле (4.11)):
		мг/м3	2,48•10-3
24	Расстояние (по формуле (4.13)):
		м	159,8
25	Коэффициент s1 для расстояния х (по формулам (4.23а), (4.23б), (4.24а)):
	х = 50 м, х/хм = 0,313 (ф. (4.23а))	-	0,37
	х = 100 м, х/хм = 0,63 (ф. (4.23а))	-	0,85
	х = 200 м, х/хм = 1,25 (ф. (4.23б))	-	0,94
	х = 400 м, х/хм = 2,50 (ф. (4.23б))	-	0,62
	х = 1000 м, х/хм = 6,23 (ф. (4.23б))	-	0,19
	х = 1500 м, х/хм = 9,39 (ф. (4.24а))	-	0,089
26	Концентрация на расстоянии х по формуле (4.22):
	х = 50 м, с = 2,48•10-3· 0,37	мг/м3	0,92•10-3
	х = 100 м, с = 2,48•10-3 · 0,85	мг/м3	2,11•10-3
	х = 200 м, с = 2,48•10-3 · 0,94	мг/м3	2,33•10-3
	х = 400 м, с = 2,48•10-3 · 0,62	мг/м3	1,54•10-3
	х = 1000 м, с = 2,48•10-3 · 0,19	мг/м3	0,47•10-3
	х = 1500 м, с = 2,48•10-3· 0,089	мг/м3	0,22•10-3
Расчет концентрации КСИЛОЛА
27	Максимальная концентрация бутилового спирта (по формуле (4.1)):
		мг/м3	20,69•10-3
28	Расстояние (по формуле (4.13)):
		м	159,8
29	Коэффициент s1 для расстояния х (по формулам (4.23а), (4.23б)):
	х = 50 м, х/хм = 0,313 (ф. (4.23а))	-	0,37
	х = 100 м, х/хм = 0,63 (ф. (4.23а))	-	0,85
	х = 200 м, х/хм = 1,25 (ф. (4.23б))	-	0,94
	х = 400 м, х/хм = 2,50 (ф. (4.23б))	-	0,62
	х = 1000 м, х/хм = 6,23 (ф. (4.23б))	-	0,19
	х = 1500 м, х/хм = 9,39 (ф. (4.24а))	-	0,089
30	Концентрация на расстоянии х по формуле (4.22)
	х = 50 м, с = 20,69•10-3· 0,37	мг/м3	7,66•10-3
	х = 100 м, с = 20,69•10-3 · 0,85	мг/м3	17,59•10-3
	х = 200 м, с = 20,69•10-3 · 0,94	мг/м3	19,45•10-3
	х = 400 м, с = 20,69•10-3 · 0,62	мг/м3	12,83•10-3
	х = 1000 м, с = 20,69•10-3 · 0,19	мг/м3	3,91•10-3
	х = 1500 м, с = 20,69•10-3· 0,089	мг/м3	1,84•10-3
Расчет концентрации ЭТИЛАЦЕТАТА
31	Максимальная концентрация бутилового спирта (по формуле (4.1)):
		мг/м3	4,37•10-3
32	Расстояние (по формуле (4.13)):
		м	159,8
33	Коэффициент s1 для расстояния х (по формулам (4.23а), (4.23б)):
	х = 50 м, х/хм = 0,313 (ф. (4.23а))	-	0,37
	х = 100 м, х/хм = 0,63 (ф. (4.23а))	-	0,85
	х = 200 м, х/хм = 1,25 (ф. (4.23б))	-	0,94
	х = 400 м, х/хм = 2,50 (ф. (4.23б))	-	0,62
	х = 1000 м, х/хм = 6,23 (ф. (4.23б))	-	0,19
	х = 1500 м, х/хм = 9,39 (ф. (4.24а))	-	0,089
34	Концентрация на расстоянии х по формуле (4.22)
	х = 50 м, с = 4,37•10-3· 0,37	мг/м3	1,62•10-3
	х = 100 м, с = 4,37•10-3 · 0,85	мг/м3	3,71•10-3
	х = 200 м, с = 4,37•10-3 · 0,94	мг/м3	4,12•10-3
	х = 400 м, с = 4,37•10-3 · 0,62	мг/м3	2,71•10-3
	х = 1000 м, с = 4,37•10-3 · 0,19	мг/м3	0,83•10-3
	х = 1500 м, с = 4,37•10-3· 0,089	мг/м3	0,39•10-3

Расчет полей концентраций вредных веществ в атмосфере без учета влияния застройки (в соответствии с ОНД - 86 для точечных источников)

Таблица 4.2

Исходные данные

Наименование объекта	Окрасочный цех
Коэффициент стратификации атмосферы, А	180
Коэффициент рельефа местности, з	1
Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца Тmax, °C	26,5
Средняя температура наиболее холодного периода Тхол, °C	-12
Среднегодовая скорость ветра (опасная скорость ветра), м/с	0,5
Высота трубы Н, м	34
Диаметр устья трубы D, м	0,9
Объёмный расход газов V, м3/с	6,36
Температура газов Тг, °C	28
Параметры расчётного прямоугольника:
- длина стороны L, м	3000
- шаг сетки ДL, м	100
Координаты источника выбросов:
- Х	1500
- Y	1500

Таблица 4.3

Наименование вредного вещества	Код вещества по ГН 2.1.6.1338-03	ПДКм.р., мг/м3	Коэффициент оседания F	Массовый расход вредного вещества М, г/с
Бутиловый спирт	1042	0,1	1	0,042
Ксилол	0616	0,2	1	0,35
Этилацетат	1240	0,1	1	0,074

Также следует учесть групповое действие вредных веществ, обладающих эффектом суммации, [1]. Но в данном расчете вредные вещества не обладают эффектом суммации. Результаты расчетов по вредным веществам и карты рассеивания приведены в приложении 2.

Построение розы ветров.

Роза ветров строится на основании данных о повторяемости направлений ветра для данной местности [4]. Для города Белгород данные приведены в таблице 4.5

Таблица 4.5

Климатологические данные

Направление Месяцы	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	8 5,8	14 5,2	19 4,3	14 5,3	11 5,1	17 5,9	18 5,7	9 5,7
Июль	13 4,4	18 4,1	10 4	8 3,5	6 3,3	10 4,2	16 4,1	19 4,9
Средне годовые значения	10,5 5,1	16 4,65	14,5 4,15	11 4,4	8,5 4,2	13,5 10,1	17 9,8	14 10,6

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца

t=26,5 0C.

Средняя температура наиболее холодного периода t=-12 0C.

Построение розы ветров производится для января, июля, среднегодовых значений повторяемости на одной координатной плоскости (Приложение 3).

На основании анализа результатов расчета, с учётом среднегодовой розы ветров, выбираем общее наиболее благоприятное направление для рассеивания всех вредных веществ. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать направлению с меньшей повторяемостью ветра, для данного расчета такое направление - Ю (юг). Расположение промышленного предприятия относительно города должно учитывать наименьшую вероятность загрязнения последнего. Если предположить, что город находится в центре розы ветров, то источник загрязнения воздушного бассейна должен находиться со стороны минимальной повторяемости ветра, то есть юга.

Основным средством для соблюдения ПДК вредных веществ является установление нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу. Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира, [5].

Нормативы ПДВ устанавливаются на основании расчета приземных концентраций (т.е. расчета см) и сопоставления результатов расчета с ПДК. Величина ПДВ определяется в виде массы выбросов в единицу времени, в граммах в секунду.

При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации сф.

Рассчитаем предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу для трех доминирующих веществ по формуле 4.32 [1].

· бутиловый спирт:

,

ПДВ > Мi=0,042г?с,

· ксилол:

,

ПДВ > Мi=0,35г?с,

· этилацетат:

,

ПДВ > Мi=0,074г?с,

Если на границе нормативной санитарно защитной зоны предприятия выполняется условие:

,

а на его территории:

В нашем случае принимаем концентрацию вредного вещества на расстоянии 100 м от источника выбросов (100м -радиус СЗЗ для предприятия 4-ой категории опасности). берем из таблицы 2.29 [1].

· бутиловый спирт:

на границе СЗЗ:

на территории предприятия:

· ксилол:

на границе СЗЗ:

на территории предприятия:

· этилацетат:

на границе СЗЗ:

на территории предприятия:

Массы выбросов Мi каждого вещества могут быть квалифицированны как ПДВ, так как условия выполняются.

Т.к. Мi - расход выбрасываемого в атмосферу каждого вещества меньше предельно допустимых выбросов, то нет необходимости предусматривать природоохранные мероприятия.

Установлению ПДВ для отдельного источника предшествует определение его зоны влияния, радиус которой приближенно оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: х1 и х2 (м), где х1 = 10хм (при этом х1 соответствует расстоянию, на котором с составляет 5 % от см). Значение х2 определяется как расстояние от источника, начиная с которого с 0,05 ПДК. Значение х2 при ручных расчетах находится графически с использованием рис. 4.2 как расстояние х за максимумом, соответствующее s1 = 0,05 ПДК/см. При см 0,05 ПДК значение х2 полагается равным нулю.

Рисунок 4.2.

Рассчитаем зоны влияния для трех доминирующих веществ:

-бутиловый спирт:

x1=10xм=10·159,8=1598м,

,

При см 0,05 ПДК (), значение х2 полагается равным нулю. x2=0 м,, следовательно радиус зоны влияния бутилового спирта =1995 м .

-ксилол:

x1=10xм=10·159,8=1598 м,

,

Так как см 0,05 ПДК () - условие не выполняется, по рис.4.2 определяем значение х2/хм и выражаем х2 :

х2/хм=0,39 , х2=0,39·хм=0,39·159,8=62,322 (м).

x2=62,322 м, , следовательно радиус зоны влияния ксилола =1598 м .

- этилацетат:

x1=10xм=10·159,8=1598 м,

,

При см 0,05 ПДК () значение х2 полагается равным нулю. x2=0 м,, следовательно радиус зоны влияния этилацетата=1598м.

5. РАСЧЁТ РАЗМЕРА САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ

Для предприятий, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющимися источниками производственных вредностей, предусмотрена санитарная классификация [6], предусматривающая меры по уменьшению неблагоприятного влияния этих источников. Для них должна быть организована санитарно-защитная зона, ширина которой определяется санитарным классом.

Территория санитарно-защитной зоны предназначена для:

- обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;

- создания санитарно-защитного барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой застройки;

- организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха, и повышение комфортности микроклимата.

Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле

(5.1)

где: l - определяемая величина размера СЗЗ;

L0 - участок местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации) превышает ПДК (принимается в соответствии с санитарным классом предприятия по [6]);

Р, % - среднегодов...